一種渣漿泵過流件抗沖蝕耐磨涂層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐磨涂層的制備方法，具體涉及一種渣漿泵過流件抗沖蝕耐磨涂層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]渣漿泵主要用于輸送以水為載體與固體顆粒混合而成的一類高密度固液混合物，廣泛運(yùn)用于煤炭、礦山、電力、石油、化工、冶金、城市排污等行業(yè)。渣漿泵過流件包括葉輪、護(hù)板與泵殼等，它們在工作過程中不但經(jīng)受強(qiáng)烈的沖刷磨損，而且當(dāng)有較強(qiáng)酸堿介質(zhì)存在時(shí)，一方面對(duì)過流件形成腐蝕性損傷，另一方面誘發(fā)腐蝕磨損聯(lián)合作用，大大縮短了渣漿泵的使用壽命。實(shí)際應(yīng)用中大多數(shù)渣漿泵零件壽命只有幾個(gè)月，甚至幾個(gè)星期，因停機(jī)修理與更換零件的費(fèi)用，加大了設(shè)備投資，降低生產(chǎn)效率，進(jìn)而影響生產(chǎn)發(fā)展。
[0003]目前國內(nèi)外渣漿泵過流部件所用耐磨材料主要還是低合金白口鑄鐵、奧貝球鐵、高鉻鑄鐵和鎳硬鑄鐵。由于后護(hù)板、前護(hù)板及副葉輪的材料均為高鉻白口鑄鐵，焊接性能很差，如對(duì)磨損部位進(jìn)行堆焊，很可能會(huì)導(dǎo)致各個(gè)部件產(chǎn)生裂紋，影響泵的使用壽命并帶來不安全因素。而熱噴涂(焊)技術(shù)，只能制備較薄的耐磨耐蝕涂層，而且高鉻白口鑄鐵也不易焊接的問題，因此也不適合渣漿泵的制備。
[0004]冷噴涂又稱冷氣動(dòng)力噴涂是一種新的噴涂技術(shù)，目前為止仍處于初級(jí)研宄階段，冷噴涂主要由高壓氣體縮放管、送料器、噴槍等組成，其工作原理是利用高壓氣體低溫加熱，攜帶粉末顆粒，通過縮放管產(chǎn)生超音速氣流，通過加大的塑性流動(dòng)變形而沉積于基體表面上形成涂層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有渣漿泵過流部件利用補(bǔ)焊、堆焊及熱噴涂方法制備的金屬材料產(chǎn)生裂紋的問題，提供一種渣漿泵過流件抗沖蝕耐磨涂層的制備方法，獲得渣漿泵葉輪、護(hù)板與泵殼等過流件抗表面的抗沖蝕和抗磨損涂層，延長渣漿泵的使用壽命。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種渣漿泵過流件抗沖蝕耐磨涂層的制備方法，其特征是:采用銅包覆型鎳基合金粉末，運(yùn)用冷噴涂工藝通過控制縮放管超音速氣流速度為600m/s?680m/s、高壓氣體加熱為40CTC?70CTC、噴射距離為15_?20_，使噴涂沉積于基體表面，形成厚度為0.05mm?2_涂層。
[0007]所述的制備方法的具體步驟如下:
[0008]I)噴砂:將基材表面進(jìn)行噴砂處理，除去表面氧化物，同時(shí)獲得合適的粗糙度；噴砂的砂料選用尖角的碳化硅磨料，磨料的尺寸為75 μπι-125 μπι;
[0009]2)預(yù)熱氣體與泵體:利用冷噴涂的高壓氣體均勻預(yù)熱氣體與泵體，當(dāng)泵體溫度預(yù)熱至100_200°C，開始進(jìn)行冷噴涂；
[0010]3)冷噴涂:沉積銅包覆型鎳基合金粉末，控制縮放管超音速氣流速度為600m/s?680m/s、高壓氣體加熱為400°C?700°C、噴射距離為15mm?20mm，使噴涂沉積于基體表面，形成厚度為0.05mm?2mm涂層；
[0011]4)噴涂結(jié)束用壓縮氣體冷卻泵體部件，使其緩慢冷卻至室溫；冷卻后不進(jìn)行表面加工；其表面硬度為1200Hv?1500Hv。
[0012]所述的銅包覆型鎳基合金粉末是由以下質(zhì)量百分比化學(xué)成分組成:碳0.2%?1.5%、鎢2%?5%、鉻12%?25%、硼2%?3.5%、硅2%?4%、錳I %?3%、鐵5%?12%、稀土氧化物0.1 %?1.5%，銅15%?25%，其余量為鎳。
[0013]所述的銅包覆型鎳基合金粉末粒度0.05 ym?2 ym;其顆粒表面為純銅，內(nèi)部為镲基合金。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:該方法改善了渣漿泵過流件抗沖蝕耐磨涂層現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過銅包覆鎳基粉末的形式，將鎳基合金以冷噴涂的方式沉積于基材表面。本發(fā)明所述涂層提高了渣漿泵過流件的抗沖蝕和抗磨損性能，延長了使用壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
[0016]一種渣漿泵過流件抗沖蝕耐磨涂層的制備方法的具體步驟如下:
[0017]I)噴砂:將基材表面進(jìn)行噴砂處理，除去表面氧化物，同時(shí)獲得合適的粗糙度；噴砂的砂料選用尖角的碳化娃磨料，磨料的尺寸為75μηι-125μηι ;磨料的尺寸過大，由于對(duì)基材表面沖擊的力度會(huì)很大，導(dǎo)致在基材表面產(chǎn)生微裂紋；而磨料尺寸過小，基材表面得不到合適的粗糙度。這兩種情況都會(huì)導(dǎo)致涂層與基材結(jié)合力變差。
[0018]2)預(yù)熱氣體與泵體:利用冷噴涂的高壓氣體均勻預(yù)熱氣體與泵體，預(yù)熱目的是提高粉末顆粒速度與熱傳導(dǎo)泵體內(nèi)部，當(dāng)氣體溫度提高促使镲基合金粉末顆粒得到一定溫度，有助于撞擊基體易形成塑性流動(dòng)變形；當(dāng)泵體溫度預(yù)熱至100-200°C，開始進(jìn)行冷噴涂；預(yù)熱可有效降低涂層內(nèi)引力，從而防止涂層內(nèi)部微裂紋的產(chǎn)生。
[0019]3)冷噴涂:沉積銅包覆型鎳基合金粉末，控制縮放管超音速氣流速度為600m/s?680m/s、高壓氣體加熱為400°C?700°C、噴射距離為15mm?20mm，使噴涂沉積于基體表面，形成厚度為0.05mm?2mm涂層。
[0020]所述的銅包覆型鎳基合金粉末是由以下質(zhì)量百分比化學(xué)成分組成:碳0.2%?
1.5%、鎢2%?5%、鉻12%?25%、硼2%?3.5%、硅2%?4%、錳I %?3%、鐵5%?12%、稀土氧化物0.1%?1.5%，銅15%?25%，其余量為鎳。所述的銅包覆型鎳基合金粉末粒度0.05 ym?2 μm ;其顆粒表面為純銅，內(nèi)部為鎳基合金。
[0021]所述的銅包覆型鎳基合金粉末的制備工藝屬于公知技術(shù)。采用的是化學(xué)法電鍍法。上述的制備方法均屬于公知技術(shù)，這里就不做描述。
[0022]4)噴涂結(jié)束用壓縮氣體冷卻泵體部件，使其緩慢冷卻至室溫；冷卻后不進(jìn)行表面加工；其表面硬度為1200Hv?1500Hv。室溫一般指25°C左右。
[0023]過流件主要包括前后護(hù)板、渦殼、副葉輪等部件。
[0024]實(shí)施例2
[0025]一種渣漿泵過流件抗沖蝕耐磨涂層的制備方法的具體步驟如下:
[0026]I)噴砂:將基材表面進(jìn)行噴砂處理，除去表面氧化物，同時(shí)獲得合適的粗糙度。噴砂的砂料選用尖角的碳化硅磨料，磨料的尺寸為75 ym?125 μπι。
[0027]2)預(yù)熱氣體與泵體:利用冷噴涂的高壓氣體均勻預(yù)熱氣體與泵體，預(yù)熱目的是提高粉末顆粒速度與熱傳導(dǎo)泵體內(nèi)部，當(dāng)氣體溫度提高促使镲基合金粉末顆粒得到一定溫度，有助于撞擊基體易形成塑性流動(dòng)變形；當(dāng)泵體溫度預(yù)熱至150°C，開始進(jìn)行冷噴涂。
[0028]3)冷噴涂:沉積銅包覆型鎳基合金粉末，控制縮放管超音速氣流速度650m/s、高壓氣體加熱580°C、噴射距離20mm、噴涂沉積于基體表面涂層厚度為0.2mm。
[0029]步驟3所述的銅包覆型鎳基合金粉末化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為:碳(C)0.8%，鎢(W) 3 %，鉻(Cr) 18%, W (B) 2.5 %，硅(Si) 2 %，錳(Mn) I %，鐵(Fe)8 %，稀土氧化物(ReOx) 0.5 %，銅(Cu) 18 %，其余量為鎳Ni。粉末粒度為0.05 μ m?I μ m。
[0030]4)噴涂結(jié)束用壓縮氣體冷卻泵體部件，使其緩慢冷卻至室溫。冷卻后不進(jìn)行表面加工。其表面硬度為1450Hv。(本實(shí)施例為最佳實(shí)施例)該方法制備的涂層具有抗沖蝕、高耐磨、高硬度等特點(diǎn)。
[0031]實(shí)施例3
[0032]與實(shí)施例2基本相同，不同之處是:步驟2)預(yù)熱氣體與泵體中，當(dāng)泵體溫度預(yù)熱至100°C，開始進(jìn)行冷噴涂。
[0033]步驟3)冷噴涂中控制縮放管超音速氣流速度為600m/s、高壓氣體加熱為400°C、噴射距離為15mm，使噴涂沉積于基體表面，形成厚度為0.05mm涂層；所述的銅包覆型镲基合金粉末是由以下質(zhì)量百分比化學(xué)成分組成:碳0.2%、鎢2%、鉻12%、硼2%、硅3%、錳2%、鐵5%、稀土氧化物0.1%，銅15%，其余量為鎳。所述的銅包覆型鎳基合金粉末粒度I μ m ?2 μ m。
[0034]步驟4)最后涂層的表面硬度為1200Hv。
[0035]實(shí)施例4
[0036]與實(shí)施例2基本相同，不同之處是:步驟2)預(yù)熱氣體與泵體中，當(dāng)泵體溫度預(yù)熱至200°C，開始進(jìn)行冷噴涂。
[0037]步驟3)冷噴涂中控制縮放管超音速氣流速度為680m/s、高壓氣體加熱為700°C、噴射距離為18mm，使噴涂沉積于基體表面，形成厚度為2mm涂層；所述的銅包覆型鎳基合金粉末是由以下質(zhì)量百分比化學(xué)成分組成:碳1.5%、鶴5%、絡(luò)25%、硼3.5%、娃4%、猛3%、鐵12%、稀土氧化物1.5%，銅25%，其余量為鎳。所述的銅包覆型鎳基合金粉末粒度I μ m ?2 μ m。
[0038]步驟4)最后涂層的表面硬度為1500Hv。
[0039]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何參數(shù)、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種渣漿泵過流件抗沖蝕耐磨涂層的制備方法，其特征是:采用銅包覆型鎳基合金粉末，運(yùn)用冷噴涂工藝通過控制縮放管超音速氣流速度為600m/s?680m/s、高壓氣體加熱為400°C?700°C、噴射距離為15mm?20mm，使噴涂沉積于基體表面，形成厚度為0.05mm?2mm涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渣漿泵過流件抗沖蝕耐磨涂層的制備方法，其特征是:所述的制備方法的具體步驟如下: 1)噴砂:將基材表面進(jìn)行噴砂處理，除去表面氧化物，同時(shí)獲得合適的粗糙度；噴砂的砂料選用尖角的碳化硅磨料，磨料的尺寸為75 μπι-125 μπι; 2)預(yù)熱氣體與泵體:利用冷噴涂的高壓氣體均勻預(yù)熱氣體與泵體，當(dāng)泵體溫度預(yù)熱至100-200°C，開始進(jìn)行冷噴涂； 3)冷噴涂:沉積銅包覆型鎳基合金粉末，控制縮放管超音速氣流速度為600m/s?680m/s、高壓氣體加熱為400°C?700°C、噴射距離為15mm?20mm，使噴涂沉積于基體表面，形成厚度為0.05mm?2mm涂層； 4)噴涂結(jié)束用壓縮氣體冷卻泵體部件，使其緩慢冷卻至室溫；冷卻后不進(jìn)行表面加工；其表面硬度為1200Hv?1500Hv。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種渣漿泵過流件抗沖蝕耐磨涂層的制備方法，其特征是:所述的銅包覆型鎳基合金粉末是由以下質(zhì)量百分比化學(xué)成分組成:碳0.2%?1.5%、鎢2%?5%、鉻12%?25%、硼2%?3.5%、硅2%?4%、錳I %?3%、鐵5%?12%、稀土氧化物0.1 %?1.5%，銅15%?25%，其余量為鎳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任意一個(gè)所述的一種渣漿泵過流件抗沖蝕耐磨涂層的制備方法，其特征是:所述的銅包覆型鎳基合金粉末粒度0.05 μπι?2 μπι ;其顆粒表面為純銅，內(nèi)部為鎳基合金。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐磨涂層的制備方法，具體為一種渣漿泵過流件抗沖蝕耐磨涂層的制備方法。它采用銅包覆型鎳基合金粉末，運(yùn)用冷噴涂工藝通過控制縮放管超音速氣流速度為600m/s～680m/s、高壓氣體加熱為400℃～700℃、噴射距離為15mm～20mm，使噴涂沉積于基體表面，形成厚度為0.05mm～2mm涂層。所述的銅包覆型鎳基合金粉末是由以下質(zhì)量百分比化學(xué)成分組成：碳0.2％～1.5％、鎢2％～5％、鉻12％～25％、硼2％～3.5％、硅2％～4％、錳1％～3％、鐵5％～12％、稀土氧化物0.1％～1.5％，銅15％～25％，其余量為鎳。該粉末粒度0.05μm～2μm；顆粒表面為純銅，內(nèi)部為鎳基合金。本發(fā)明所述涂層提高了渣漿泵過流件的抗沖蝕和抗磨損性能，延長了使用壽命。
【IPC分類】C23C4-12, C23C4-06
【公開號(hào)】CN104862640
【申請?zhí)枴緾N201510286097
【發(fā)明人】張軍
【申請人】山東鑫茂奧奈特復(fù)合固體潤滑工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月29日